視覺腦機接口的先驅是威廉·多貝爾。他的皮層視覺腦機接口主要用於獲得性失明患者。在1978期間，多貝爾在男性盲人傑裏的視覺皮層植入了68個電極的陣列，並成功制作了光幻視。腦-機接口系統包括攝像機、信號處理設備和被驅動的皮層刺激電極。植入後，患者可以在有限的視野內看到灰度調制的低分辨率和低刷新率的點陣圖像。視覺假體系統是便攜式的，患者可以在沒有醫生和技術人員幫助的情況下獨立使用。
2002年，Jens Naumann成為65，438+06名接受多貝爾第二代皮質視覺假體植入的患者中的第壹個。第二代皮質視覺假體的特點是能更好地將視錯覺映射到視野，創造出更穩定、更均勻的視覺。它的視錯覺點陣覆蓋了更大的視野。在接受植入手術後不久，Jens就能夠自己繞著研究中心慢慢開車了。
埃默裏大學的菲利普·肯尼迪(Philip Kennedy)和羅伊·巴卡伊(Roy Bakay)是第壹批植入侵入式大腦接口的人，這種接口可以獲得高質量的神經信號來模擬運動。他們的病人約翰尼·雷(Johnny Ray)患有腦幹中風引起的閉鎖綜合征。雷在1998年被植入，存活了足夠長的時間，學會了如何用這個BCI控制電腦光標。
2005年，Cyberkinetics獲得美國FDA批準，在9名患者中進行了運動皮層腦機接口的壹期臨床試驗。四肢癱瘓的馬特·納格爾(Matt Nagle)成為第壹個用侵入式腦機接口控制機械臂的患者。他能夠通過動作意圖控制機械臂，控制電腦光標。其植入物位於對應於手臂和手的前中央回的運動皮質區域。這種名為BrainGate的植入物是由96個電極組成的陣列。
侵入式腦機接口的壹部分通常被植入顱腔，但它位於灰質之外。它的空間分辨率不如有創腦機接口，但比無創要好。另壹個好處是不太可能引發免疫反應和胼胝。
ECoG的技術基礎:皮層腦電圖)與腦電圖類似，但其電極直接植入大腦皮層和硬膜下區。華盛頓大學(聖路易斯)的埃裏克·洛伊特哈德和丹尼爾·莫蘭是第壹批測試人類大腦皮層腦電圖的研究人員。根據壹份報告，他們基於皮層腦電圖的腦-腦接口使壹名年輕的男性患者能夠玩視頻遊戲。同時，研究還發現，基於皮層腦電的腦機接口很難實現壹維以上的運動控制。
基於光反應成像的腦機接口還處於理論階段。這個概念是在顱腔中植入壹個可以測量單個神經元興奮狀態的微型傳感器和由其驅動的微型激光源。神經元的狀態可以通過激光源波長或時間模式的變化進行編碼，信號可以送出顱腔。這個概念的優點是在感染、免疫反應和骨痂反應的概率較小的情況下，可以長時間監測單個神經元的興奮狀態。作為壹種潛在的非侵入式腦機接口，它已經被深入研究，主要是因為它具有良好的時間分辨率、易用性、便攜性和相對低廉的價格。但這項技術的壹個問題是它對噪聲的敏感性，而使用腦電圖作為腦機接口的另壹個實際障礙是用戶在工作前必須進行大量的訓練。這項研究的壹個典型例子是德國圖賓根大學的尼爾斯·比爾博默在1990年代進行的項目。這個項目利用癱瘓病人的腦電信號來控制電腦光標。經過訓練，10名癱瘓患者可以用腦電圖成功控制光標。但是，光標控制的效率較低。在屏幕上寫100個字符需要1個小時，訓練過程往往需要幾個月。在Birbaumer的後續研究中，可以同時測量多個腦電成分，包括μ波和β波。患者可以選擇自己的成分來控制外部。
與需要訓練的腦電腦機接口不同，基於腦電P300信號的腦機接口是不需要訓練的，因為P300信號是人看到熟悉的物體時不由自主產生的。美國羅切斯特大學的傑西卡·貝利斯(Jessica Bayliss)在2000年的壹項研究表明，受試者可以通過P300信號控制虛擬現實場景中的壹些物體，比如開關燈或操縱虛擬汽車。
從65438到0999，美國凱斯西大學亨特·佩卡姆領導的研究小組使用64導聯腦電圖恢復了四肢癱瘓患者吉姆·賈蒂奇的某些手部運動功能。這項技術通過分析腦電信號中的β波來對患者認為的上下兩個概念進行分類，然後控制壹個外部開關。此外，該技術還可以使患者控制計算機光標和驅動手部的神經控制器，從而在壹定程度上恢復運動功能。
利用人工神經網絡，計算機可以分擔病人的學習負擔。弗勞恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)在2004年使用了這項技術，大大減少了腦機接口訓練和學習所需的時間。
愛德華多·米蘭達(Eduardo Miranda)的壹系列實驗旨在提取與音樂相關的腦電信號，讓殘疾患者通過思考音樂與外界交流。這個概念被稱為“腦音器”。約翰·多諾霍(John Donoghue)和他的同事創立了控制論，旨在推動實用人腦-計算機接口技術的發展。該公司的目標是以控制論神經技術公司的名義在美國股票市場上市。BrainGate是該公司生產的電極陣列，它基於猶他大學的理查德·諾曼(Richard Normann)開發的“猶他”電極陣列。
菲利普·肯尼迪創立了神經信號。這家公司生產的腦機接口設備，使用的是玻璃錐內所含蛋白質包裹的微電極陣列，旨在促進電極與神經元之間的耦合。除了生產侵入式腦-腦接口產品，該公司還銷售壹種可以恢復言語功能的植入設備。
到2004年，威廉·多貝爾創辦的公司已經為16名盲人患者植入了初級視皮層視覺假體。該公司繼續開發視覺植入物，但這些產品迄今尚未獲得FDA批準，因此不能在美國用於人類。